本文以客车车身骨架为主要对象,针对某客车全承载式车身进行有限元分析与研究,并结合本课题组前期对轮胎所作的一些研究工作,对采用有限元方法研究整车动态性能作了初步探讨。本文的主要内容及成果如下: (1)在前人研究成果的基础上,探讨了面向对象的有限元程序设计方法,为使用先进的软件设计理念进行有限元程序的开发奠定了初步基础; (2)通过分析车身结构的力学特性,建立了客车车身结构有限元计算模型,并总结归纳了车身结构模型化的方法; (3)结合国内外研究成果,分析了各种工况下车身骨架的应力及变形状况,分析结果为该车型的轻量化改进提供了参考依据; (4)根据该客车的动态性能要求,对该车身骨架进行模态分析,计算结果合理,并为后续的随机振动分析奠定了基础; (5)建立了轮胎—悬架系统的谱分析模型,使用路面激励谱计算得到车身骨架所受的载荷谱,使用此载荷谱对车身骨架进行多点谱响应分析,探索了一套使用有限元方法分析车辆谱响应的方法; (6)对该客车车身骨架进行了静、动态电测试验,为有限元分析提供实践依据,并验证了有限元模型的精确性; (7)使用APDL语言编写了车身结构优化分析程序,对车身骨架进行结构参数优化设计,提出了该车身骨架的改进设计方案,并对车顶部分进行拓扑优化,为车顶布局设计提供了参考; 本文创新之处是客车车身骨架结构动态有限元分析和优化设计。动态分析部分结合承载式车身的实际特点,将车身动态分析划分为车身骨架和轮胎—悬架两部分分别进行谱分析,提高了使用有限元分析大型复杂结构的效率;拓扑优化部分,为降低优化问题的规模,将静态分析的结果作为车顶优化的边界条件,突破了传统车身优化设计理论的局限,解决了客车车身骨架模型复杂以及计算量大的问题。总之,本论文研究客车车身骨架的有限元分析是客车车身结构设计的一个重要发展,因此具有重要的理论意义和实用价值!